机械设计基础-第15章 滑动轴承-223
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2、边界摩擦 f 0.1 ~ 0.3 3、液体摩擦 f 0.001 ~ 0.01
§15-2 滑动轴承的结构
一、向心滑动轴承
1.整体式轴承 2.剖分式轴承 3.调心式滑动轴承
二、推力轴承
1.整体式轴承
1—轴承座；2—整体轴瓦；3—油孔；4—螺纹孔
2.剖分式轴承
1—轴承座； 2—轴承盖； 3—双头螺柱； 4—螺纹孔； 5—油孔； 6—油槽； 7—剖分式轴瓦
二、 润滑剂
作用 降低摩擦功耗，减少磨损，同时冷却、吸振、防锈 种类 滑动轴承常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。 主要性能指标 黏度（针入度 ）
三、润滑装置
油孔及油沟
不正确的油ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位置会降低油膜的承载能力
润滑装置图
§15-5 非液体润滑滑动轴承的设计计算
一、限制轴承的平均压强 p p
对于径向轴承
p Fr p
dB
对于止推轴承 二、限制轴承的
p
π
4Fa
d
2 2
d12
z
p
pv pv
对于径向轴承pv Fr πdn pv
dB 601000
对于止推轴承
vm
πdmn 601000
三、限制轴承的滑动速度 v v
例
例
试设计一多环止推轴承。已知轴颈直径为 250 mm 所受轴向载荷Fa 90kN， 轴的转速 n 120 r/min ，
楔形间隙； (b)两滑动表面应具有一定的相对滑动速度，并且其
速度方向应该使润滑油由大口流进，从小口流出； (c)润滑油应具有一定的黏度，供油要充分。
3. 调心式滑动轴承
二、推力滑动轴承的形式
（a）空心式;（b）、 （c）单环式 ;（d）多环式
滑动轴承的失效形式与轴瓦结构
滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合，有时也会有疲劳损伤、 刮伤等
轴瓦是轴承的重要元件，与轴承相对滑动构成摩擦副，所以轴 瓦应用减摩材料制成。整体式轴瓦为一整体套筒，剖分式轴瓦由上 下两半组成。为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减摩性 ，常在 轴瓦内表面浇注一层减摩好材料（如轴承合金），称为轴承衬。
整体式轴瓦
剖分式轴瓦
§15-3 轴瓦材料
1.轴承合金（又称巴氏合金或白合金） 由 锡（Sn）铅（Pb）锑（Sb）铜（Cu）组成以锡（Sn）为基体的 称为锡基合金，以铅（Pb）为基体的称为铅基合金。轴承合金的嵌 藏性、磨合性和顺应性最好，很容易和轴颈跑合，但强度低。
2.青铜 3.铸铁 4.非金属材料 5.粉末冶金材料
⑥忽略惯性力及重力的影响；
⑦流体膜中的压力沿膜厚方向不变。
1.流速分布 2.流量 3.结论
1.流速分布
pdydz dxdz p p
x
整理后得
p
dx dydz
y
dy dxdz
0
x
y
根据牛顿粘性流体摩擦定律
u
y
p 2u
x
y 2
积分上式得
u
1
2
p x
y2
C1 y
C2
根据边界条件 y 0 时， u v ； y h 时 ， u 0
分类
按承受的载荷分
向心滑动轴承 推力滑动轴承
角接触滑动轴承
按工作时的摩擦状态分
液体摩擦轴承
液体动压滑动轴承 液体静压滑动轴承
非液体摩擦轴承
边界润滑状态下的滑动轴承 混合摩擦状态下的滑动轴承
按润滑剂的种类分
液体润滑轴承 气体润滑轴承 半固体润滑轴承（润滑脂） 固体润滑轴承
§15-1 摩擦状态
1、干摩擦
由金属粉末和石墨高温烧结成型,是一种多孔结构金属合金材料。 在孔隙内可以贮存润滑油，常称为含油轴承。运转时，轴瓦温度升 高，由于油的膨胀系数比金属大，因而自动进入摩擦表面起到润滑 作用。常用于轻载、低速且不易经常添加润滑剂的场合。
§15-4 滑动轴承的润滑剂及润滑装置
一、油孔及油沟
目的 把润滑油导入整个摩擦面间，使滑动轴承获得良好的润滑。 原则 （1）油沟的轴向长度应比轴瓦长度短（大约为轴瓦长度的80%）， 不能沿轴向完全开通，以免油从两端大量流失； （2）油孔及油沟应开在非承载区，以免破坏承载区润滑油膜的连 续性，降低轴承的承载能力。
确定积分常数 C2 v 和
C1
1
2
p x
h
v h
，
因此得
u
1
2
p x
y
hy
vh
h
y
2.流量
q
h 0
udy
h3
12
p x
vh 2
当 p 0 时 h h0
x
此时连续流动时流量不变
q vh0
2
vh0 vh h3 p
2 2 12 x
p x
6v
h3
h
h0
3.结论
建立流体动力润滑必须满足以下条件 （a)两相对滑动表面之间必须相互倾斜而形成收敛的
第十五章 滑动轴承
基本要求：了解滑动轴承的特点、应用、典型结 构、摩擦状态及轴瓦材料。能进行非 液体摩擦滑动轴承的设计计算。对润 滑剂及润滑装置有所了解。了解动压 润滑的形成原理。
重 点：非液体摩擦滑动轴承的设计计算。 难 点：动压润滑的形成原理。
滑动轴承的主要应用场合与分类
主要应用场合
1.转速特别高的场合; 2.载荷特别大的场合; 3.对轴的支承精度要求特别高的场合; 4.承受较大冲击、振动的场合; 5.径向空间比较小的场合; 6.特殊的支承场合，如曲轴; 7.特殊的使用场合，如水下、有腐蚀的介质。
钢制轴不淬火，轴承材料为ZCuSn10P1。
解
§15-6 液体动压轴承润滑的基本原理
一、液体动压润滑的形成原理和条件
二、液体动压润滑的基本方程（雷诺方程）
假设：
①润滑油处于层流状态；
②流体为不可压缩的牛顿流体
u
；
③油沿z方向无流动；
y
④流体膜中流体的流动是层流运动；
⑤忽略压力对流体粘度的影响；
§15-2 滑动轴承的结构
一、向心滑动轴承
1.整体式轴承 2.剖分式轴承 3.调心式滑动轴承
二、推力轴承
1.整体式轴承
1—轴承座；2—整体轴瓦；3—油孔；4—螺纹孔
2.剖分式轴承
1—轴承座； 2—轴承盖； 3—双头螺柱； 4—螺纹孔； 5—油孔； 6—油槽； 7—剖分式轴瓦
二、 润滑剂
作用 降低摩擦功耗，减少磨损，同时冷却、吸振、防锈 种类 滑动轴承常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。 主要性能指标 黏度（针入度 ）
三、润滑装置
油孔及油沟
不正确的油ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位置会降低油膜的承载能力
润滑装置图
§15-5 非液体润滑滑动轴承的设计计算
一、限制轴承的平均压强 p p
对于径向轴承
p Fr p
dB
对于止推轴承 二、限制轴承的
p
π
4Fa
d
2 2
d12
z
p
pv pv
对于径向轴承pv Fr πdn pv
dB 601000
对于止推轴承
vm
πdmn 601000
三、限制轴承的滑动速度 v v
例
例
试设计一多环止推轴承。已知轴颈直径为 250 mm 所受轴向载荷Fa 90kN， 轴的转速 n 120 r/min ，
楔形间隙； (b)两滑动表面应具有一定的相对滑动速度，并且其
速度方向应该使润滑油由大口流进，从小口流出； (c)润滑油应具有一定的黏度，供油要充分。
3. 调心式滑动轴承
二、推力滑动轴承的形式
（a）空心式;（b）、 （c）单环式 ;（d）多环式
滑动轴承的失效形式与轴瓦结构
滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合，有时也会有疲劳损伤、 刮伤等
轴瓦是轴承的重要元件，与轴承相对滑动构成摩擦副，所以轴 瓦应用减摩材料制成。整体式轴瓦为一整体套筒，剖分式轴瓦由上 下两半组成。为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减摩性 ，常在 轴瓦内表面浇注一层减摩好材料（如轴承合金），称为轴承衬。
整体式轴瓦
剖分式轴瓦
§15-3 轴瓦材料
1.轴承合金（又称巴氏合金或白合金） 由 锡（Sn）铅（Pb）锑（Sb）铜（Cu）组成以锡（Sn）为基体的 称为锡基合金，以铅（Pb）为基体的称为铅基合金。轴承合金的嵌 藏性、磨合性和顺应性最好，很容易和轴颈跑合，但强度低。
2.青铜 3.铸铁 4.非金属材料 5.粉末冶金材料
⑥忽略惯性力及重力的影响；
⑦流体膜中的压力沿膜厚方向不变。
1.流速分布 2.流量 3.结论
1.流速分布
pdydz dxdz p p
x
整理后得
p
dx dydz
y
dy dxdz
0
x
y
根据牛顿粘性流体摩擦定律
u
y
p 2u
x
y 2
积分上式得
u
1
2
p x
y2
C1 y
C2
根据边界条件 y 0 时， u v ； y h 时 ， u 0
分类
按承受的载荷分
向心滑动轴承 推力滑动轴承
角接触滑动轴承
按工作时的摩擦状态分
液体摩擦轴承
液体动压滑动轴承 液体静压滑动轴承
非液体摩擦轴承
边界润滑状态下的滑动轴承 混合摩擦状态下的滑动轴承
按润滑剂的种类分
液体润滑轴承 气体润滑轴承 半固体润滑轴承（润滑脂） 固体润滑轴承
§15-1 摩擦状态
1、干摩擦
由金属粉末和石墨高温烧结成型,是一种多孔结构金属合金材料。 在孔隙内可以贮存润滑油，常称为含油轴承。运转时，轴瓦温度升 高，由于油的膨胀系数比金属大，因而自动进入摩擦表面起到润滑 作用。常用于轻载、低速且不易经常添加润滑剂的场合。
§15-4 滑动轴承的润滑剂及润滑装置
一、油孔及油沟
目的 把润滑油导入整个摩擦面间，使滑动轴承获得良好的润滑。 原则 （1）油沟的轴向长度应比轴瓦长度短（大约为轴瓦长度的80%）， 不能沿轴向完全开通，以免油从两端大量流失； （2）油孔及油沟应开在非承载区，以免破坏承载区润滑油膜的连 续性，降低轴承的承载能力。
确定积分常数 C2 v 和
C1
1
2
p x
h
v h
，
因此得
u
1
2
p x
y
hy
vh
h
y
2.流量
q
h 0
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h3
12
p x
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当 p 0 时 h h0
x
此时连续流动时流量不变
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2
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2 2 12 x
p x
6v
h3
h
h0
3.结论
建立流体动力润滑必须满足以下条件 （a)两相对滑动表面之间必须相互倾斜而形成收敛的
第十五章 滑动轴承
基本要求：了解滑动轴承的特点、应用、典型结 构、摩擦状态及轴瓦材料。能进行非 液体摩擦滑动轴承的设计计算。对润 滑剂及润滑装置有所了解。了解动压 润滑的形成原理。
重 点：非液体摩擦滑动轴承的设计计算。 难 点：动压润滑的形成原理。
滑动轴承的主要应用场合与分类
主要应用场合
1.转速特别高的场合; 2.载荷特别大的场合; 3.对轴的支承精度要求特别高的场合; 4.承受较大冲击、振动的场合; 5.径向空间比较小的场合; 6.特殊的支承场合，如曲轴; 7.特殊的使用场合，如水下、有腐蚀的介质。
钢制轴不淬火，轴承材料为ZCuSn10P1。
解
§15-6 液体动压轴承润滑的基本原理
一、液体动压润滑的形成原理和条件
二、液体动压润滑的基本方程（雷诺方程）
假设：
①润滑油处于层流状态；
②流体为不可压缩的牛顿流体
u
；
③油沿z方向无流动；
y
④流体膜中流体的流动是层流运动；
⑤忽略压力对流体粘度的影响；